Исследование уровней мРНК генов миелинизации в спинном мозге крыс с нокаутом гена обратного захвата дофамина
- Авторы: Куликова Е.Д.1, Трактиров Д.С.1, Карпенко М.Н.1
-
Учреждения:
- ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"
- Раздел: Оригинальные исследования
- Статья опубликована: 25.06.2024
- URL: https://journals.eco-vector.com/MAJ/article/view/630270
- DOI: https://doi.org/10.17816/MAJ630270
- ID: 630270
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность. Синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) – одно из самых распространенных нервно-психических заболеваний у детей. Несмотря на большую социальную значимость СДВГ, этиология заболевания не установлена. Одним из возможных звеньев патогенеза СДВГ является нарушение миелинизации нервных волокон. Крысы с нокаутом гена транспортера дофамина (dopamine transporter gene knockout, DAT-KO) представляют наиболее распространенную модель СДВГ, поскольку демонстрируют симптомы, сходные с таковыми у детей с заболеванием: повышенную двигательную активность, когнитивные нарушения и компульсивное поведение. Данная работа позволит определить наличие нарушений миелинизации в спинном мозге DAT-KO крыс, что расширит понимание этиологии и патогенеза СДВГ.
Цель исследования. Определение уровня мРНК генов, кодирующих белки, участвующие в процессе миелинизации, в спинном мозге DAT-KO крыс при их естественном развитии.
Материалы и методы. Работа выполнена на 72 крысятах (DAT-KO, DAT-HET, DAT-WT), полученных в результате скрещивания 12 пар половозрелых DAT-HET крыс. Крысята декапитировались на 7, 14, 21 дни постнатального развития, после чего в шейном и поясничном отделе спинного мозга методом ОТ-ПЦР в реальном времени измерялись уровни мРНК основных генов-маркеров миелинизации.
Результаты. Уровни мРНК генов mag, olig2 и plp1 существенно отличались в шейном и поясничном отделах спинного мозга DAT-KO крыс, по сравнению с DAT-WT животными. Значимое повышение уровня мРНК гена mag у DAT-HET и DAT-KO животных наблюдалось на 14 и 21 день постнатального развития. Также, у этих животных был повышен уровень мРНК гена olig2 на 21 день постнатального развития. Уровень мРНК гена plp1 у животных DAT-KO был повышен на 14, и понижен на 21 день постанального развития.
Заключение. Нарушение миелинизации нервных волокон спинного мозга DAT-KO крыс является одним из последствий нокаута гена транспортера дофамина, а также одной из возможных причин наблюдаемых поведенческих изменений – гиперактивности, когнитивных нарушений и компульсивного поведения.
Ключевые слова
Об авторах
Екатерина Денисовна Куликова
ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"
Email: kulikovaekaterina77@gmail.com
ORCID iD: 0009-0002-3218-1494
Россия, 197022, Санкт-Петербург, улица Академика Павлова, 12
Дмитрий Сергеевич Трактиров
ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"
Автор, ответственный за переписку.
Email: ds.traktirov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0424-6545
Россия, 197022, Санкт-Петербург, улица Академика Павлова, 12
Марина Николаевна Карпенко
ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"
Email: mnkarpenko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1082-0059
Россия, 197022, Санкт-Петербург, улица Академика Павлова, 12
Список литературы
- Adinolfi A., Zelli S., Leo D., Carbone C., Mus L., Illiano P., Alleva E., Gainetdinov R.R., Adriani W. Behavioral characterization of DAT-KO rats and evidence of asocial-like phenotypes in DAT-HET rats: The potential involvement of norepinephrine system // Behavioural brain research. 2019. Vol. 359. P. 516–527. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2018.11.028
- Bongarzone E.R., Howard S.G., Schonmann V., Campagnoni A.T. Identification of the dopamine D3 receptor in oligodendrocyte precursors: potential role in regulating differentiation and myelin formation // The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 1998. Vol. 18, N 14. P. 5344–5353. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.18-14-05344.1998
- Howard S., Landry C., Fisher R., Bezouglaia O., Handley V., Campagnoni A. Postnatal localization and morphogenesis of cells expressing the dopaminergic D2 receptor gene in rat brain: expression in non-neuronal cells // The Journal of comparative neurology. 1998. Vol. 391, N 1. P. 87–98. https://doi.org/10.1002/(sici)1096-9861(19980202)391:1<87::aid-cne8>3.0.co;2-n
- Choi M.H., Na J.E., Yoon Y.R., Lee H.J., Yoon S., Rhyu I.J., Baik J.H. Role of Dopamine D2 Receptor in Stress-Induced Myelin Loss // Scientific reports. 2017. Vol. 7, N 1. P. 11654. https://doi.org/10.1038/s41598-017-10173-9
- Aberg K., Saetre P., Jareborg N., Jazin E. Human QKI, a potential regulator of mRNA expression of human oligodendrocyte-related genes involved in schizophrenia // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2006. Vol. 103, N 19. P. 7482–7487. https://doi.org/10.1073/pnas.0601213103
- Fan X., Bruno K.J., Hess E.J. Rodent models of ADHD // Current topics in behavioral neurosciences. 2012. Vol. 9. P. 273–300. https://doi.org/10.1007/7854_2011_121
- Pestereva N.S., Traktirov D.S., Nazarov I.R., Fisenko Z.S., Karpenko M.N., Klimenko V.M. Influence of the DAT gene knockout on early rats development // Proc. of the Neuroscience week. Yerevan, Armenia. May 16–19, 2023. P. 23.
- Jones E.G., Schreyer D.J., Wise S.P. Growth and maturation of the rat corticospinal tract // Progress in brain research. 1982. Vol. 57. P. 361–379. https://doi.org/10.1016/S0079-6123(08)64137-0
- Cinque S., Zoratto F., Poleggi A., Leo D., Cerniglia L., Cimino S., Tambelli R., Alleva E., Gainetdinov R.R., Laviola G., Adriani W. Behavioral Phenotyping of Dopamine Transporter Knockout Rats: Compulsive Traits, Motor Stereotypies, and Anhedonia // Frontiers in psychiatry. 2018. Vol. 9. P. 43. https://doi.org/10.3389/fpsyt.2018.00043
- McKerracher L., David S., Jackson D.L., Kottis V., Dunn R.J., Braun P.E. Identification of myelin-associated glycoprotein as a major myelin-derived inhibitor of neurite growth // Neuron. 1994. Vol. 13, N 4. P. 805–811. https://doi.org/10.1016/0896-6273(94)90247-x
- McKerracher L., Rosen K.M. MAG, myelin and overcoming growth inhibition in the CNS // Frontiers in molecular neuroscience. 2015. Vol. 8. P. 51. https://doi.org/10.3389/fnmol.2015.00051
- Lu J., Lian G., Zhou H., Esposito G., Steardo L., Delli-Bovi L.C., Hecht J.L., Lu Q.R., Sheen V. OLIG2 over-expression impairs proliferation of human Down syndrome neural progenitors // Human molecular genetics. 2012. Vol. 21, N 10. P. 2330–2340. https://doi.org/10.1093/hmg/dds052
- Marshall C.A., Novitch B.G., Goldman J.E. Olig2 directs astrocyte and oligodendrocyte formation in postnatal subventricular zone cells // The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 2005. Vol. 25, N 32. P. 7289–7298. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1924-05.2005
- Mayer J.A., Larsen E.C., Kondo Y., Duncan I.D. Characterization of a PLP-overexpressing transgenic rat, a model for the connatal form of Pelizaeus-Merzbacher disease // Neurobiology of disease. 2011. Vol. 44, N 2. P. 231–238. https://doi.org/10.1016/j.nbd.2011.07.007
- Leo D., Sukhanov I., Zoratto F., Illiano P., Caffino L., Sanna F., Messa G., Emanuele M., Esposito A., Dorofeikova M., Budygin E.A., Mus L., Efimova E.V., Niello M., Espinoza S., Sotnikova T.D., Hoener M.C., Laviola G., Fumagalli F., Adriani W., … Gainetdinov R.R. Pronounced Hyperactivity, Cognitive Dysfunctions, and BDNF Dysregulation in Dopamine Transporter Knock-out Rats // The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 2018. Vol. 38, N 8. P. 1959–1972. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1931-17.2018
- Narayan S., Kass K.E., Thomas E.A. Chronic haloperidol treatment results in a decrease in the expression of myelin/oligodendrocyte-related genes in the mouse brain // Journal of neuroscience research. 2007. Vol. 85, N 4. P. 757–765. https://doi.org/10.1002/jnr.21161
- Savchenko A., Müller C., Lubec J., Leo D., Korz V., Afjehi-Sadat L., Malikovic J., Sialana F.J., Lubec G., Sukhanov I. The Lack of Dopamine Transporter Is Associated With Conditional Associative Learning Impairments and Striatal Proteomic Changes // Frontiers in psychiatry. 2022. Vol. 13. https://doi.org/10.3389/fpsyt.2022.799433
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)